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VOCs 治理有較多措施, 其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等。目前,我國以末端治理為主。
末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理,破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法,回收性處理包括吸收法、冷凝法、吸附法和膜分離法等?;厥招蕴幚硪蚱浼夹g(shù)手段還不成熟,成本較高,目前沒有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將 VOCs 通入焚燒爐中,在爐內(nèi)充分燃燒,產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本較低,運(yùn)用范圍較廣,技術(shù)線路也比較成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒的時候加入某種催化劑,降低 VOCs 的燃點(diǎn), 使 VOCs 能夠充分燃燒,最終生成二氧化碳和水,實現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類有 Cu、Fe、Ti 等非與 Pd、Au、Pt等兩大類。焚燒處理法和催化燃燒法在 VOCs 治理中占據(jù)核心地位,因其分解氧化徹底、治理效率高而得到廣泛應(yīng)用,其中催化燃燒法因無明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng),其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中,加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能,VOCs 富集在催化劑表面,在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒,最終分解為二氧化碳和水,同時釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:CnHm (n m/4) O2→ n CO2 m/2 H2O 能量在催化劑的作用下,VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒,生成二氧化碳和水,去除率高達(dá) 90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點(diǎn),在歐美國家已得到廣泛推廣應(yīng)用。在我國,催化燃燒法也是處理 VOCs 的主要手段,其應(yīng)用比例約為 55%。目前,催化燃燒法已經(jīng)成為處理 VOCs 的主流。
目前國內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類:一類為催化劑,這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好,技術(shù)較為成熟,但由于價格高,資源短缺,所以,未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類為非金屬催化劑,主要集中在過渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面。目前,尋找來源豐富、價格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆谴呋瘎?,以替代傳統(tǒng)的催化劑用于催化燃燒過程已成為了研究的一個重要方向。
催化燃燒對催化劑的基本要求是:既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性,又要具有一定的活性,可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。同時,需有高的機(jī)械強(qiáng)度以及對燃料中所含有高的耐腐蝕性。
應(yīng)用領(lǐng)域
該裝置能對、醇、酮、酯、類等的廢氣進(jìn)行吸附凈化,更適用于低濃度大風(fēng)量或高濃度間歇排放廢氣的作業(yè)環(huán)境,它能有效地凈化環(huán)境、消除污染、改善工作環(huán)境,確保工人身體健康,治理達(dá)標(biāo)排放。因此,化工、輕工、涂裝、電子、機(jī)電、印刷、家電、制鞋、電池(電瓶)、塑料、薄膜、橡膠、涂料、制藥、家具、船舶、汽車、石油等行業(yè)產(chǎn)生的有害有機(jī)廢氣的凈化及臭味的消除均可選用。
RCO凈化原理
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,排放的有機(jī)尾氣通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入設(shè)備的旋轉(zhuǎn)閥,通過選轉(zhuǎn)閥將進(jìn)口氣體和出口氣體完全分開。氣體首先通過陶瓷材料填充層(底層)預(yù)熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達(dá)到催化層(中層)進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續(xù)通過加熱區(qū)(上層,可采用電加熱方式或加熱方式)升溫,并維持在設(shè)定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng),即反應(yīng)生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達(dá)到預(yù)期的處理效果。
經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入其它的陶瓷填充層,回收熱能后通過旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動切換。通過旋轉(zhuǎn)閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
RCO蓄熱式催化燃燒裝置使用旋轉(zhuǎn)閥替代了傳統(tǒng)設(shè)備中眾多的閥門以及復(fù)雜的液壓設(shè)備。有機(jī)物去除率可以達(dá)到98%以上,熱回收率達(dá)到95-97%。